2016 Fiscal Year Annual Research Report
A Study of Novel Computer Architecture for High-efficient Processor Cores and its Multicore Structure
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25730028
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
入江 英嗣 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (50422407)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | マイクロアーキテクチャ / プロセッサ / コンパイラ / HDL / コンピュータ・アーキテクチャ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では従来のCPUの電力消費や性能上限を改善する新しいコンピュータ・アーキテクチャの提案，開発を行った．提案アーキテクチャ「STRAIGHT」ではレジスタの上書きに付随するバージョン管理を不要とする命令セットを考案し，この事により簡単なハードウェアで高度な命令レベル並列実行を行うことを可能とする．また，数千のレジスタがプログラマ・ビジブルであり，データ構造のレジスタ・プロモーションなど，従来よりもメモリアクセスを大幅に削減可能である．
研究はi)基本アーキテクチャの策定，ii)シミュレーション・モデルの構築，iii)コンパイラの開発，最適化技術，iv)支援マイクロアーキテクチャ技術，v)FPGAによるプロトタイピング vi)チップ総合性能に関する検討 の各サブテーマについて進められ，最終年度は特に以下の点を明らかにした．
・iii)コンパイラ開発について，昨年度提案した生成アルゴリズムを整理し，まず，スタックアクセスを用いることによりどのようなプログラムでもSTRAIGHT命令コードに変換する方法を明かにした．また，ループ構造を持って配列をアクセスするようなコードについて，n個前のループ間依存がある場合にメモリアクセスを不要とするコード最適化手法を提案，実装して性能評価を行った．
・iv)支援マイクロアーキテクチャ技術について，STRAIGHTでは投機メモリ・フォワーディングを軽量に実現可能であることを明かにし，シミュレーションモデルによる評価を行った．また，キャッシュメモリの長期再参照の傾向解析を行い，これを元としたスタボン戦略を提案し，アプリケーションのフェーズによって，従来の最新手法よりも有効となることを確認した．併せて，メモリアクセス傾向を元とするフェーズ検出手法の提案を行い，従来の命令アドレスを用いる手法よりも的確にフェーズの変わり目を検出できることを示した．
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Research Products
(7 results)
